EAST PCS 发展简介

EAST PCS发展简介 袁旗平，张睿瑞，章勇，PCS小组 2013. 3.15

报告提纲 • 系统硬件结构发展 • 软件架构发展 • 控制内容及算法发展 • 未来规划

硬件结构发展 EAST PCS集群由一个主结点和三个实时计算结点构成，主结点用于和外界系统交互，三个实时计算结点用于等离子体控制。

PCS与采集系统、电源系统、充气系统等外围系统通过RFM实时传输数据PCS与采集系统、电源系统、充气系统等外围系统通过RFM实时传输数据

软件架构发展 client N： client 1： client 2： webpcs：（可对外开放，且能访问到pcstest） pcstest：浏览器浏览器浏览器 socket waveserver messageserver lockserver Ajax php代码 MySQL NFS共享pcstest的PCS文件利用PHP及javaScript技术，开发网络版PCS界面，实现与PCS服务进程的交互，提供更好的远程参与功能。

Web PCS 界面，提供用户参数查看及设置功能

控制内容及算法发展  控制元素分门别类的归入到不同的category(ctgy)  每个ctgy可以有多个控制算法  每个算法有相应的界面参数设置，如目标量、控制参数等

RZIP控制过渡算法 • 在等离子体初始爬升阶段，当程序控制转换为反馈控制时，启动过渡策略。

ISOFLUX (等磁通位形控制) 上（下）单零位形（single null divertor），打击点控制（strike point control） upper single null lower single null strike point

Density feedback(密度控制) （1） 脉幅、脉宽两种调制模式，密度控制模型如下：

Density feedback(密度控制) （2） 脉幅调制(voltage modulation) IP=250KA, Density=2.0e19/m3 比例系数G_P=3，积分系数G_I=50，低通滤波器时间参数taup=0.4us，taui=100us 结论：密度跟踪比较慢。<- 阀门非线性因素

Density feedback(密度控制) （3） 脉宽调制(pulse width modulation) IP=300KA, Density=2.0e19/m3 比例系数G_P=150，积分系数G_I=10，低通滤波器时间参数taup=0.4us，taui=100us 结论: 较快跟踪特性。

Alarm（保护算法） 线圈电流异常、等离子体电流检测保护，电磁测量信号异常检测等

Radiation control(辐射控制) (1) 三种控制方式：辐射总功率、功率百分比、单道弦功率 6路偏滤器充气阀门用于反馈： OUPEV1~3， ODPEV1~3 与密度反馈类似的控制模式：脉宽和脉幅控制丰富的参数设置界面：测量信号选择、控制方式和模式选择、充气阀门选择等

Radiation control(辐射控制) (2) 辐射控制实现框图

Radiation control(辐射控制) (3)

Radiation control(辐射控制) (4) • 控制原理测试完成，由于辐射的时间尺度（50 ms）小于充气响应时间尺度,反馈难以完成，需要快速的充气响应

长脉冲放电相关算法（1） 在PCS中软件扣除积分器线性零漂原始数据去零漂数据有效扣除线性零漂，在EAST长脉冲放电中成功应用

长脉冲放电相关算法（2） PCS数据的实时存储基本思想：实时计算机开辟数据offload存储区域，实时传输到archive机器完成存储

规划展望 • Shutdown 后等离子体软着陆放电方案的实现 • 放电日志数据库的设计及实现 • 集群结点间RFM实时通信的实现 • 完善PCS 与Tokamak模拟程序的闭环模拟环境 • 发展ITER-like相关的控制算法

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